Substâncias Puras e Misturas

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA

CAMPUS LAGES

Elementos Químicos

Átomos

O2 O Oxigênio (Oxygenium)

Ag Ag Prata (Argentum)

CaCO3 Ca Cálcio (Calcium)

Fe3O4 Fe Ferro (Ferrum)

Natureza Símbolo Nome (Português-Latim)

Átomos & Moléculas

H + H H H

H H

H + H + O O

Átomos Moléculas

Substância Química

• Definição: é uma porção de matéria que tem

propriedades bem definidas e que lhe são

característica.

Fósforo

Chumbo

Cloro

Sódio

ESTUDO DAS SUBSTÂNCIAS E

MISTURAS

SUBSTÂNCIA: material formado por

moléculas quimicamente iguais.

Substância pura simples : é

constituída de uma molécula formada

por átomos do mesmo elemento

químico (mesmo tipo de átomo).

Substância Pura

Substância pura é todo material com as seguintes características:

• Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si.

• Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc.

• A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.).

Substância Pura Simples

• Substâncias puras simples: que são formadas pela combinação de átomos de um único elemento químico, como por exemplo o gás hidrogênio (H2) formado por dois átomos de hidrogênio ligados entre si; o ozônio (O3) formado por três átomos de oxigênio.

Substância

Fórmula

Representação

Gás

hidrogênio

H2

Gás oxigênio

O2

Gás ozônio

O3

Substância pura simples

Substância Pura Composta

• Substâncias puras compostas: formadas pela combinação de átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes

Ex.: água formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio; ácido clorídrico (HCl)formado por um átomo de hidrogênio e um átomo de cloro.

Substância pura composta: é constituída

por uma molécula formada por mais de um

elemento químico.

Substância

Fórmula

Representação

Água H2O

Sal de

cozinha NaCl

Açúcar C12H22O11

Substâncias Puras

SIMPLES COMPOSTA

Misturas Homogêneas e Heterogêneas

Mistura: é formada por duas, ou

mais, substâncias, sendo cada uma

destas denominada componente.

CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS

Fase: em uma mistura, é cada uma das porções

que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme.

Mistura homogênea: toda mistura que apresenta

uma única fase.

Mistura heterogênea: toda mistura que

apresenta pelo menos duas fases.

Água (H2O) + açúcar

dissolvido (C12H22O11)

Aspecto visual

contínuo: uma única

fase

Óleo(CxHy) + água

(H2O)

Aspecto visual

descontínuo: duas

fases

Água

gaseificada

Aspecto visual

descontínuo:

duas fases

EXEMPLO:

Nome

Componentes principais

Amálgama

Mercúrio (Hg) + outros metais

Vinagre

Água (H2O) + ácido acético

(CH3COOH)

Latão

Cobre (Cu) + zinco (Zn)

Bronze

Cobre (Cu) + estanho (Sn)

Aço

Ferro (Fe) + carbono (C)

Álcool

hidratado

Etanol (CH3OH) + água (H2O)

Misturas Homogêneas e Heterogêneas

• Por exemplo, uma garrafa de álcool (etanol) tem sempre uma certa porção de água misturada; estas duas substâncias estão tão bem misturadas uma com a outra que não se pode dizer que a água está num lado e o álcool de outro, ou seja, a composição da mistura é a mesma em qualquer zona da garrafa - mistura homogênea.

• Já o mesmo não acontece com uma mistura de água e areia; a areia fica em baixo separada da água. A composição desta mistura não é uniforme - mistura heterogênea.

Misturas Homogêneas e Heterogêneas

• Misturas Homogêneas - não

é possível distinguir os

componentes da mistura,

mesmo observando ao

microscópio.

• Misturas Heterogêneas - é

possível distinguir, à vista

desarmada os diferentes

componentes que a

constituem.

MISTURAS

HETEROGÊNEA HOMOGÊNEA solução

ÁGUA + AREIA AR

Aspecto homogêneo a

olho nu

Aspecto

heterogêneo ao

microscópio

Copo de leite

Líquido

branco

com

gotículas

de

gordura

O leite é, então, considerado uma

mistura heterogênea.

O leite é ...

Sistema: tudo o que é objeto da observação humana.

Sistemas

homogêneos

Sistemas

heterogêneos

Substância

pura

Mistura

Substância

pura Mistura

Água

Álcool

hidratado

Gelo: H2O(sól) +

Água: H2O(líq)

Água + óleo

SUBSTÂNCIA PURA X MISTURA

100vapor

d'águaágua

+

vapor

d'água

águagelo

+

água

gelo

estado

sólido

estado

líquido

estado

gasoso

fusão

solidificação

ebulição

condensação

temperatura (graus Celsius)

0

SUBSTÂNCIA PURA

Água Pura + Sal de cozinha

Água Pura

• Para um mistura de água e sal, por exemplo, não se verifica o aparecimento do patamar, tanto na fusão como na ebulição, porque a temperatura não se mantém constante.

• Essas observações podem ser traduzidas em um gráfico, a linha horizontal que aparece no gráfico é chamada de patamar e indica a temperatura de fusão e a de vaporização da substância pura.

Misturas

• Uma das formas de diferenciação das substâncias puras e das misturas é através da temperatura, durante as mudanças de estado físico.

• Definição: é a união de duas ou mais substâncias químicas.

MISTURA

MISTURAS EUTÉTICAS

É uma mistura de elementos ou compostos sólidos e distintos

que se comportam como se fossem uma substância pura e onde

o ponto de fusão ocorre em temperatura constante até que o

componente mais volátil seja totalmente descristalizado.

MISTURA AZEOTRÓPICA

No caso de misturas azeotrópicas, a composição da fase

líquida da mistura e da fase gasosa é a mesma numa

temperatura denominada temperatura azeotrópica ou

ponto azeotrópico. Na prática, isto inviabiliza a separação

da mistura por destilação, pois, quando a temperatura

atinge a temperatura azeotrópica, a composição da fase

líquida é a mesma da fase gasosa.

Mistura eutética

Ponto de fusão

Chumbo (38%) + estanho (62%)

183°C

Chumbo (87%) + antimônio (13%)

246°C

Bismuto (58%) + estanho (42%)

133°C

EXEMPLOS DE MISTURAS

Mistura azeotrópica

Ponto de ebulição

Acetona (86,5%) + metanol (13,5%)

56°C

Álcool etílico (7%) + clorofórmio (93%)

60°C

Álcool fórmico (77,5%) + água (22,5%)

107,3°C

Simples Composta

Substância Pura

Homogênea Heterogênea

Mistura

Sistemas Materiais

SISTEMAS

HOMOGÊNEOS

SISTEMAS

HETEROGÊNEOS

SUBSTÂNCIAS

PURAS

MISTURAS DE

UMA FASE

MISTURAS DE

MAIS DE UMA

FASE

SUBSTÂNCIAS

EM MUDANÇA

DE ESTADO

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO • Considere os sistemas a seguir, em que os átomos

são representados por esferas:

Determine onde encontramos: a) Substância pura; b) Mistura; c) Duas substâncias simples;

d) Somente substância composta.

Considere apenas o sistema III, determine: a) O número de átomos presentes; b) O número de elementos

químicos; c) O número de moléculas; d) O número de substâncias;

I II III IV

2. Os diferentes tipos de matéria podem ser classificados em dois grupos: Substâncias puras e misturas. As substâncias puras podem ser simples e compostas. Considerando esse modo de classificação, julgue as afirmativas:

I. O ar atmosférico é uma substância pura.

II. A água é uma substância simples.

III.O oxigênio e o ozônio são substâncias distintas, embora constituídas por átomos de um mesmo elemento.

IV.A matéria que contém três tipos de moléculas é uma substância composta.

V. A matéria que contém apenas um tipo de molécula é uma substância simples, mesmo que cada molécula seja formada por dois átomos diferentes.

3. Observe os seguintes fatos:

I – Uma pedra de naftalina deixada no armário.

II – Uma vasilha com água deixada no freezer.

III – Uma vasilha com água deixada no fogo.

IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando

aquecido.

Nestes fatos estão relacionados corretamente os

seguintes fenômenos:

a) I–sublimação, II–solidificação, III–vaporização, IV–fusão.

b) I–sublimação, II–solidificação, III–fusão, IV–vaporização.

c) I–fusão, II–sublimação, III–vaporização, IV– solidificação.

d) I–vaporização, II–solidificação, III–fusão, IV– sublimação.

e) I–vaporização, II–sublimação, II–fusão, IV– solidificação.

5. Qual dos fenômenos a seguir não envolve

reações químicas?

• Fusão de gelo.

• Digestão de alimentos.

• Combustão.

• Queima de vela.

• Explosão de dinamite.

6) Das alternativas abaixo, a que constitui

exemplo de substâncias simples é:

a) H2O, O2, H2

b) N2, O3, O2

c) CH4, H2O, H2

d) H2O2, CH4, N2

e) P4, S8, H2S

7) A menor quantidade de clorofórmio (CHCl3) onde podem ser reconhecidas

suas propriedades é:

a) um átomo de clorofórmio

b) um mol de clorofórmio

c) um átomo de carbono

d) uma molécula de clorofórmio

e) uma molécula de cloro

8) Na natureza, as três classes gerais em que todas as formas de matéria

podem ser divididas são: elementos, compostos e misturas. Dados os materiais:

I. Ouro

II. Leite

III. Cloreto de sódio

quais deles constituem, respectivamente, uma mistura, um composto e um

elemento ?

9) O oxigênio, fundamental à respiração dos animais, e o ozônio, gás que protege

a Terra dos efeitos dos raios ultravioletas da luz solar, diferem quanto:

a) ao número atômico dos elementos químicos que os formam.

b) à configuração eletrônica dos átomos que os compõem.

c) ao número de prótons dos átomos que entram em suas composições.

d) ao número de átomos que compõem suas moléculas.

e) à natureza dos elementos químicos que os originam.

10) Durante a fusão de um sistema homogêneo A, verifica-se que a

temperatura se mantém constante do início ao fim da fusão. O sistema A:

a) certamente é uma substância pura

b) certamente é uma mistura eutética

c) certamente é uma mistura azeotrópica

d) pode ser uma substância pura ou uma mistura eutética

e) pode ser uma substância pura ou uma mistura azeotrópica.

11) Durante a ebulição de um sistema A, verifica-se que a temperatura se

mantém constante até o fim da ebulição (vaporização). O sistema A:

a) certamente é uma substância pura

b) certamente é uma mistura eutética

c) certamente é uma mistura azeotrópica

d) pode ser uma substância pura ou uma mistura eutética

e) pode ser uma substância pura ou uma mistura azeotrópica.

12) Durante a fusão e a ebulição de um sistema A, a temperatura se mantém

constante até o fim de cada mudança de estado. O sistema A:

a) certamente é uma substância pura

b) certamente é uma mistura eutética

c) certamente é uma mistura azeotrópica

d) pode ser uma substância pura ou uma mistura eutética

e) pode ser uma substância pura ou uma mistura azeotrópica.

13) Dados os materiais:

I - água (l) + álcool (l)

II - O2 (g) + CO2 (g)

III - água(l) + NaCl(s)

IV - água(l) + gasolina (l)

constituem sempre um sistema homogêneo qualquer que seja a quantidade:

a) somente I, II e III. b) somente I, II.

c) somente II e III. d) somente I e III.

e) todos.

Soluções

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CAMPUS LAGES

Algumas Definições Uma solução é uma

mistura

HOMOGÊNEA de

2 ou mais

substâncias em

uma única fase.

Um dos constituintes

é o SOLVENTE os outros são os

SOLUTOS.

Definições Soluções pode ser

classificadas como

saturadas ou

insaturadas.

Uma solução

saturada contém a

maior quantidade

de soluto capaz de

ser dissolvida em

uma determinada

temperatura.

Processo de Separação de Misturas

Fracionamento de Misturas

São as técnicas usadas para separar

misturas, e que se fundamentam nas diferentes

propriedades físicas das substâncias que

constituem as misturas.

Para separar uma mistura devemos seguir os

seguintes passos:

1) Verificar se HOMO ou HETERO;

2) Verificar ESTADO FÍSICO;

3) Escolher o método

Separação de Mistura